Tải bản đầy đủ (.pdf) (32 trang)

Mô Phỏng Hoạt Động Và Đánh Giá Hiệu Quả Kênh Truyền Của Mô Hình Mạng Slotted Aloha.pdf

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.66 MB, 32 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIVIỆN ĐIỆN TỬ <b>-</b>VI<b>ỄN THÔNG </b>

<b>BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MẠNG MÁY TÍNH </b>

<b>Đề tài: </b>

MƠ PHỎNG HOẠT ĐỘNG VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KÊNH

<b>TRUYỀN CỦA MÔ HÌNH MẠNG SLOTTED ALOHA </b>

<b>Giảng viên hướng dẫn: PGS. TS. Trần Quang Vinh Mã lớp: 137303 </b>

<b>Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 17 </b>

Trần Văn Thắng 20193110

Nguyễn Vĩnh Khang 20192928

Ngô Thế Anh 20192687

Nguyễn Thị Ngọc Linh 20192968 Nguyễn Thành Công 20192728

Hà Nội, 01 2023

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>LỜI NÓI ĐẦU </b>

Ngày nay, nhu cầu sử dụng máy tính để mở rộng giao tiếp giữa các cá nhân bằng các phương tiện điện tử, kế ối các máy tính lạ ới nhau thông qua môi t n i v trường truyền tin để cùng nhau chia sẻ tài nguyên trên mạng tăng nhanh đáng kể do đó sự phát triển , hệ ống mạng máy tính góp phần làm tăng hiệu quả của các ứng dụng trong tấ ả các th t clĩnh vực khoa học kỹ thuật, kinh tế, quân sự, văn hố....Từ đó, Mạng máy tính trở thành lĩnh vực nghiên cứu, phát triển rất quan trọng bảo đảm truyền tin đáng tin cậy, chính xác, phù hợp tốc độ và đảm bảo an tồn thơng tin trên mạng.

Việc trao đổi thơng tin và truyền tín hiệu trên mạng, cho dù là đơn giản nhất, cũng đều phải tuân theo những quy tắc, quy ước về nhiều mặt, từ khuôn dạng (cú pháp, ngữ nghĩa) cho tới các thủ tục gửi, nhận dữ ệu, kiểm soát hiệu quả, chất lượng truyền tin livà xử lý các lỗi. Yêu cầu về xử lý và trao đổi thông tin của người sử dụng càng cao thì các quy tắc càng nhiều và phức tạp hơn. Tập hợp tất cả những quy tắc, quy ước đó được gọi là giao thức (Protocol) của mạng.

Chính vì vậy trong bài tập lớn lần này nhóm chúng em quyết định chọn đề tài “Lập trình mơ phỏng hoạt động của mơ hình mạng Slotted ALOHA. Đánh giá hiệu quả sử dụng kênh truyền trong các điều kiện: tải nhẹ, trung bình, và cao.” Để tìm hiểu rõ hơn về các giao thức này.

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

1.2.1 Lịch sử phát triển Slotted ALOHA... 6

1.2.2 Tổng quan về lớp MAC và các phương thức truy nhập kênh ... 7

1.3 Ứng d ng cụ ủa giao thức ALOHA ... 8

1.4 Kết luận chương ... 8

<b>CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ... 9 </b>

2.1 Cơ chế hoạt động ... 9

2.1.1 Mơ hình giao thức pure ALOHA ... 9

2.1.2 Mơ hình giao thức Slotted ALOHA ... 11

2.2 So sánh hai giao thức Pure ALOHA và Slotted ALOHA ... 15

2.3 Ưu nhược điểm của giao thức Slotted ALOHA ... 16

CHƯƠNG 3. MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MƠ HÌNH MẠNG SLOTTED ALOHA TRONG CÁC ĐIỀU KIỆN: TẢI NHẸ, TRUNG BÌNH VÀ <b>CAO ... 17 </b>

3.1 Môi trường mô phỏng ... 17

3.2 Mơ phỏng mơ hình mạng Slotted ALOHA ... 17

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>DANH MỤC HÌNH ẢNH </b>

Hình 2.1. Giao thức Pure ALOHA ... 9

Hình 2.2. Đánh giá hiệu năng giao thức Pure ALOHA ... 11

Hình 2.3. Giao thức Slotted ALOHA ... 11

Hình 2.4. Các nút 1, 2 và 3 va chạm tại khe đầu tiên. Nút 2 cuối cùng thành cơng ở vị trí thứ tư, nút 1 ở vị trí thứ tám và nút 3 trong v trí thị ứ chín ... 12

Hình 2.5. Đánh giá hiệu năng giao thức Slotted ALOHA ... 14

Hình 3.1. Sơ đồ mơ phỏng mơ hình mạng trong trường hợp trạm vơ hạn ... 19

Hình 3.2. Sơ đồ mơ phỏng mơ hình mạng trong trường hợp trạm hữu hạn ... 21

Hình 3.3. Thơng lượng trung bình của slotted ALOHA trường hợp trạm vơ hạn .... 23

Hình 3.4. Xác suất va chạm của slotted ALOHA vớ ố ợng trạm vô hạni s lư ... 24

Hình 3.5. Thơng lượng trung bình của slotted ALOHA trạm hữu hạn ... 25

Hình 3.6. Xác suất va chạm của slotted ALOHA vô hạn ở trạm hữu hạn ... 25

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

DANH M C BỤ <b>ẢNG BIỂU </b>

Bảng 2.1. So sánh hai giao thức Pure ALOHA và Slotted ALOHA ... 15

Bảng 3.1. Các thông số I/P trạm vô hạn ... 18

Bảng 3.2. Cấu trúc dữ ệu biến trạli m vô hạn ... 18

Bảng 3.3. Cấu trúc dữ ệu biến đầu rali ... 18

Bảng 3.4. Các thông số I/P trạm hữu hạn ... 20

Bảng 3.5. Cấu trúc dữ ệu biến trạli m hữu hạn ... 20

Bảng 3.6. Các thông số đánh giá hiệu suất giao thức ... 22

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT </b>

TCP/IP Internet protocol suite Bộ giao thức liên kết mạng OSI Open systems interconnection

reference model

Mơ hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở MAC Media access control Điều khiển truy nhập môi

trường LLC Logical Link Control Điều khiển liên kết logic

TDMA Time division multiple access Đa truy nhập phân chia thời gian FDMA Frequency division Multiple

Access

Đa truy nhập phân chia tần số CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia

theo mã CSMA Carier Sense Multiple Access Đa truy nhập cảm nhận

song mang

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

TĨM TẮ BÁO CÁOT

Đề tài “Mơ phỏng hoạt động và đánh giá hiệu quả kênh truyền của mô hình mạng slotted ALOHA” là đề tài thực hiện việ tìm hiểu, mô phỏng mạng truy cậc p ngẫu nhiên slotted ALOHA ằm mục đích đánh giá hiệu quả kênh truyền hay thông nhlượng của kênh trong các điều kiện tải khác nhau. Nội dung đề tài nằm trong chương trình của mơn học, là cơ hội giúp nhóm nắm bắt kiến thứ phục vụ các mục đích học, c tập. Cơng cụ mơ phỏng trong đề tài là ứng dụng mattlab. Nhóm sẽ mơ phỏng 3 trường hợp: tải nhẹ, trung bình và cao. Qua đó để có thể đánh giá được hiệu năng kênh truyền của giao thức mạng slotted ALOHA và so sánh sơ bộ với một số mơ hình mạng tương đương khác.

Quyển báo bao gồm các cơ sở lý thuyết, cách sử dung phần mềm matlab để mô phỏng, đo đạc thử nghiệm kết quả, nhận xét và cuối cùng là các đánh giá để cải thiện chất lượng kênh truyền. Nội dung trong báo cáo được trình bày theo cấu trúc sau:

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ đưa ra cái nhìn tổng quan về đề tài, nhiệm vụ cũng : như các yêu cầu đặt ra để mô phỏng thành công hoạt động của mơ hình mạng Slotted ALOHA

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT: cung cấp các cơ sở lý thuyết, cơ sở để thực hiện mô phỏng, cũng như nguyên lý hoạ ộng nhằm đáp ứng được mụt đ c tiêu đặt ra.

CHƯƠNG 3 MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KÊNH TRUYỀN: trình bày chi tiết các bước mô phỏng mạng, đánh giá hiệu suất kênh truyền.

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ: nhằm đưa ra các kết quả thu được củ đề a tài và đưa ra đánh giá về mọi khía cạnh cũng như hướng cải thiện mô hình mạng slotted ALOHA.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

CHƯƠNG 1. ĐẶ<b>T VẤN ĐỀ </b>

Chương mở đầu sẽ đưa ra một cái nhìn tổng quát về đề tài nói chung và Slotted ALOHA nói riêng. Bên cạnh đó, chương này cũng đề cập đến những lí do, mục đích và yêu cầu để thực hiện đề tài đạt kết quả tốt nhất

<b>1.1 Tổng quan chung về đề tài </b>

1.1.1 Lý do chọn đề tài

Học phần Mạng máy tính nói chung cung cấp các khái niệm cơ bản về hạ tầng mạng máy tính và cách hiện thực việc trao đổi thơng tin giữa các máy tính như các giao thức, các chuẩn, các ứng dụng mạng tiêu biểu. Giao thức Slotted ALOHA nói riêng là một trong những giao thức truyền thông cơ bản nằm trong phạm vi kiến thức của h c phọ ần.

Với mục đích chính là nắm vững kiến thức trong học phần Mạng máy tính. Ngồi ra, cịn là có cơ hội thực hành nhằm nâng cao kiến thức, củng cố lý thuyết, có sự ếp ticận và đánh giá thông tin thực tế một cách khách quan và chân thật nhất. Chúng em quyết định lựa chọn là “Lập trình mơ phỏng hoạt động của mơ hình mạng Slotted ALOHA và đánh giá hiệu quả sử dụng kênh truyền trong các điều kiện: tải nhẹ, trung bình, và cao”.

1.1.2 Mục tiêu của đề tài

Đề tài tập trung vào hai mục tiêu chính:

• Đầu tiên là tìm hiểu cơ sở lý thuyết về mạng ALOHA nói chung và mạng Slotted ALOHA nói riêng. Đây là mục tiêu mang tính nền tảng, củng cố kiến thức lý thuyết, hỗ ợ tr thực hiện mơ phỏng một cách thuận lợi.

• Thứ hai là các bước và cách tiến hành mô phỏng mơ hình mạng Slotted ALOHA trong các điều kiện tải khác nhau. Mục tiêu này là cơ hội để các sinh viên được thực hành và làm việc trực tiếp với lý thuyết được tìm hiểu ở mục tiêu đầu. Cụ thể, các yêu cầu chính của mục tiêu này bao gồm:

o Sơ đồ thuật tốn mơ phỏng.

o Các bướ iến hành mô phỏng trên matlab.c t

o Thực hiện mô phỏng trên 3 trường hợp tải nhẹ, trung bình và cao.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

o Đưa ra được nhận xét cụ ể về đường truyền cũng như thông lượng củth a từng trường hợp và so sánh.

o Đưa ra giải pháp để khắc phục

<b>1.2 Tổng quan về ALOHA </b>

1.2.1 Lịch sử phát ển Slotted ALOHAtri

Là một trong những thiết kế mạng máy tính sớm nhất, mạng ALOHA được bắt đầu phát triển vào tháng 9 năm 1968 tại Đại học Hawaii dưới sự lãnh đạo của Norman Abramson cùng với Thomas Gaarder, Franklin Kuo, Shu Lin, Wesley Peterson và Edward ("Ned") Weldon . Mục tiêu ban đầu là sử dụng thiết bị vô tuyến thương mại giá rẻ để kết nối người dùng ở Oahu và các đảo Hawaii khác thơng một máy tính chia sẻ ời gian thựth c đặt tại Oahu.

ALOHA trong thổ ngữ của Hawai có nghĩa là "xin chào", hiểu ý nghĩa ở đây vừa là mạng chuyển mạch gói vơ tuyến đầu tiên trên thế giới vừa giống như khi ta gọi điện, ta nói "alo".

Mục đích ban đầu của Hệ ống ALOHA là cung cấp sự th thiết kế khác biệt có hệ thống cho liên lạc vô tuyến. Phương pháp thay thế này cho phép hệ thống xác định thời điểm và vị trí liên lạc vơ tuyến chính xác hơn liên lạc có dây. Nó tạo ra các phương thức liên lạc thiết thực và làm cho khả năng truy cập của các mạng khác nhau trở nên hợp lý.

Phiên bản gốc của ALOHA hay Pure ALOHA sử dụng hai tần số cho hai kênh riêng biệt cho máy trung tâm, với máy trung tâm phát gói tin tới mọi các máy khách trên “kênh gử và các máy khách khác nhau gửi gói dữ ệu đến trung tâm trên i” li“kênh nhận”. Nếu dữ ệu được nhận chính xác tại trung tâm, một gói xác nhận ngắn sẽ liđược gửi đến máy khách; nếu máy khách không nhận được xác nhận sau một thời gian chờ ngắn, nó sẽ tự động truyền lại gói dữ ệu sau khi chờ một khoảng thời gian đượli c chọn ngẫu nhiên. Cơ chế xác nhận này được sử dụng để phát hiện và khắc phục các xung đột được tạo ra khi cả hai máy khách đều cố gắng gửi một gói tin cùng một lúc.

Năm 1972, Robert đã phát triển một giao thức mới là Slotted ALOHA, khác với pure ALOHA thì Slotted ALOHA chia thời gian truyền thành các khe thời gian nhỏ, và

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

mỗi gói tin sẽ được gửi đi ở đầu mỗi khe thời gian, nhằm làm ảm xung đột so vớgi i giao thức ALOHA ban đầu.

Một phương thức khác có nguyên lý hoạt động khá giống ALOHA, tuy nhiên đưa ra nhiều giải pháp để ảm, tránh và khắc phục lỗi hơn là CSMA, tức là nó sẽ theo dõi gikênh truyền chung, nếu phát hiện có trạm khác đang gửi thơng tin thì nó sẽ không gửi tin, ...

1.2.2 Tổng quan về lớp MAC và các phương thức truy nhập kênh

Trong mạng máy tính và mạng viễn thơng, lớp liên kết dữ ệu (lớp 2 trong mơ hình liTCP/IP và OSI) truyền tải dữ ệu giữa các nút trên một phân đoạn mạng, phát hiện và likhơi phục lỗi có thể xảy ra trong lớp vật lý. Lớp liên kết dữ ệu được chia thành hai liphân lớp con:

• Lớp điều khiển truy nhập phương tiện MAC cung cấp chức năng địa chỉ và phương pháp truy nhập kênh.

• Lớp điều khiển logic liên kết LLC cung cấp chức năng đồng bộ kênh và kiểm tra lỗi.

Giao thức đa truy nhập là một tập hợp các giao thức hoạt động trong lớp con MAC cho phép một số nút hoặc người dùng truy cập vào một kênh mạng chia với mục đích tối ưu hóa thời gian truyền, giảm thiểu xung đột và tránh nhiễu xuyên âm.

Các giao thức đa truy nhập được phân chia thành hai nhánh lớn: • Các giao thức dự phịng kênh (khơng tranh chấp)

• Các giao thức truy nhập ngẫu nhiên (dựa trên tranh chấp).

Mục tiêu của các giao thức dự phịng kênh là để tránh hồn toàn các xung đột giữa các yêu cầu truy nhập phương tiện. Vì vậy, trong các giao thức dự phòng kênh, các nguồn tài nguyên kênh được chỉ định cho từng yêu cầu truy nhập để đảm bảo các truyền dẫn thành công. Tài nguyên kênh chia sẻ thường được chỉ định dựa trên ba kiểu chính gồm:

• Đa truy nhập phân chia thời gian TDMA. • Đa truy nhập phân chia tần số FDMA. • Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Một truyền dẫn dựa trên các giao thức truy nhập ngẫu nhiên không đảm bảo thành công do nguyên tắc tranh chấp và cơ chế điều khiển phân tán. Nếu hai nút phát gói tin trong vùng tranh chấp cùng khởi tạo truyền dẫn đồng thời sẽ gây ra một xung đột, dẫn tới hiện tượng nút thu không thể nhận được thơng tin chính xác. Vì vậy để tránh xung đột, mỗi nút sử dụng cơ chế lập lịch trên cơ sở ời gian ngẫu nhiên cho lần truyền dẫth n lại gói tin. Bản chất và sự khác biệt của các giao thức đa truy nhập ngẫu nhiên được thể hiện bởi thuật toán truyền dẫn lại.

Một số giao thức truy nhập ngẫu nhiên phổ biến là ALOHA, đa truy nhập cảm nhận song mang CSMA, đa truy nhập cảm nhận sóng mang dị tìm xung đột CSMA/CD (CSMA/Collision Detection) và đa truy nhập cảm nhận sóng mang tránh xung đột CSMA/CA (CSMA/Collision Avoidance).

<b>1.3</b> Ứng d ng cụ <b>ủa giao thức ALOHA </b>

Ứng dụng thương mại đầu tiên của ALOHA được Comsat General đưa ra vào năm 1976 trong hệ ống liên lạc vệ tinh hàng hải Marisat. Đồng thời, Metcalfe làm việth c với một nhóm từ DEC, Intel và Xerox (Tập đồn DIX) đã xây dựng một tiêu chuẩn Ethernet mở dựa trên mạng Alto ALOHA. Các kênh ALOHA đã được sử dụng một cách hạn chế trong điện thoại di động 1G vào những năm 1980 cho các mục đích điều khiển và phát tín hiệu. Kể từ năm 1983, các kênh ALOHA đã được sử dụng trong tất cả các tiêu chuẩn điện thoại di động chính (1G, 2G và 3G) làm kênh điều khiển và sau đó cho nhiều kênh dữ ệu gói được tích hợp vào các mạng thoại này (ví dụ: GPRS và liUMTS). ALOHA cũng đã được thông qua để sử dụng trong nhiều giao thức được sử dụng trong mạng có dây, CSMA/CD và CSMA/CA trong mạng cục bộ một kênh và DOCSIS cho mạng cáp thương mại.

<b>1.4 Kết luận chương </b>

Như vậy ở chương mở đầu của bài báo cáo đã giới thiệu tổng quan về phương thức đa truy nhập ngẫu nhiên Slotted ALOHA và một số khái niệm liên quan, nêu ra một số ứng dụng c a mơ hình mủ ạng sau đó trình bày tổng quan về đề tài nghiên c u bao gồm ứlý do, mục tiêu của đề tài.

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾ<b>T </b>

Chương 2 là chương quan trọng nhất trong báo cáo này. Chương này sẽ trình bày chi tiế cơ chế hoạ ộng, đánh giá hiệu năng và các bước chứng minh công thứ thông t t đ c lượng trung bình và xác suất va chạm ở cả hai giao thức Pure ALOHA và Slotted ALOHA. Từ đó, đưa ra so sánh hiệu năng của hai giao thức này với nhau và rút ra ưu nhược điểm của giao th c chính Slotted ALOHA.ứ

<b>2.1 Cơ chế hoạt động </b>

2.1.1 Mơ hình giao thức pure ALOHA 2.1.1.1 Cơ chế hoạt động

Về cơ bản bước đầu phương thức này là:

• Nếu có dữ liệu thì gửi dữ liệu: Khi một trạm có dữ liệu, nó sẽ gửi ngay lên đường truyền vơ tuyến.

• Va đập xảy ra khi có nhiều hơn một trạm cùng truy nhập kênh → Mất gói • Nếu tin xung đột với đường truyền khác thì sẽ gửi lại sau (sau 1 khoảng thời

gian backoff ngẫu nhiên)

Tuy nhiên, ALOHA không có cơ chế kiểm tra trạng thái kênh truyền cũng như khơng có cơ chế phát hiện mất gói do va đập → Việc phát lại sẽ phụ thuộc vào các giao thức bậc cao ớp host (l - to - host). Giao thức Pure ALOHA được biểu diễn trên Hình 2.1.

Hình 2.1.Giao thức Pure ALOHA

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

2.1.1.2 Đánh giá hiệu năng

Nếu chiều dài của mỗi gói tin (Number of bits) là 𝑁<small>𝐹</small> (bits), dung lượng kênh truyền (Raw throughput) là R (bits/s) thì thời gian phục vụ gói là:

T<sub>F</sub>=<sup>N</sup><sup>F</sup>R<sup>(𝑠) </sup>

Tại thời điểm t<sub>0</sub>,trạm phát gói tin p<small>i</small> (packet) của trạm I truy nhập lên kênh truyền. Khoảng ời gian từ th 𝑡 − 𝑇<sub>0</sub> <sub>𝐹</sub> đến 𝑡<sub>0</sub>+ 𝑇<sub>𝐹</sub> là khoảng thời gian nhạy cảm (vunerable period) bất kì gói tin nào tương tự được truyền trong khoảng này sẽ gây ra va chạm (collision), sau đó tất cả tệp (packet) bị va chạm sẽ được đẩu về 1 khoảng thời gian ngẫu nhiên về sau đợi truyền.

Gọi λ là tốc độ đến trung bình của các trạm (total arrival rate). Số lần truy nhập kênh trung bình (Normalized arrival rate) G (tả ầu vào) được cho như sau:i đ

G = λ. T<sub>F</sub>(𝑓𝑟𝑎𝑚𝑒)= λ/μ

Để một gói tin được phát tại một trạm tại thời điểm t0 truyền thành công, những trạm khác không được truyền gói tin nào trong thời gian từ 𝑡 − 𝑇<sub>0</sub> <sub>𝐹</sub> đến 𝑡<sub>0</sub>+ 𝑇<sub>𝐹</sub>. Như vậy tổng ời gian nhạy cảm (vunerable period) th là:

T<small>𝑇</small>= 2T<small>𝐹</small>

Trong Pure ALOHA, khi một gói được phát tại một ạm nó sẽ ngay lập tức đượtr c truyền đi. Do đó, việc xảy ra va chạm (collision) là có thể xảy ra. Ta có thể tính tốn xác suất không xảy ra va chạm bằng phương pháp phân phối poisson với trường hợp khơng có tập tin nào xuất hiện trong thời gian truyền T<small>𝑇</small>

Pno collision = P<sub>0</sub>(T<sub>T</sub>) =<sup>(λ. T</sup><small>T</small>)<small>0</small>e<small>−λT</small><sub>T</sub>

0! <sup>= 𝑒</sup><sup>−λT</sup><sup>T</sup>Với việc λ = <sup>G</sup>

<small>T</small><sub>F</sub> => Pno collision = 𝑒<small>−2G</small>

Gọi S (total shared channel throughput) là số lần truy nhập thành cơng trung bình trong khoảng thời gian T<sub>F</sub>. S chính là thơng lượng của h thống. ệ

S = G Pno collision = Ge<small>−2G</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Từ Hình 2.2, thơng lượng đạt cực đại tại G=0.5, tại đó S=0.5𝑒<small>−1</small>≈ 0.184

2.1.2 Mơ hình giao thức Slotted ALOHA 2.1.2.1 Cơ chế hoạt động

<b>Hình 2.3. Giao thức Slotted ALOHA </b>

Hình 2.2. <b>Đánh giá hiệu năng giao thức Pure ALOHA </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Giao thức đa truy nhập cải tiến của pure ALOHA là slotted ALOHA. Giao thức này sử dụng cơ chế truyền đồng bộ trên các “khe thời gian” (slot) như trong phương thức đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA. Các khe thời gian này yêu cầu phải có kích thước bằng nhau tức là thời gian để truyền một gói tin phải giống nhau. Các ạm trphải truyền gói có kích thước tương đương nhau và tại thời điểm bắt đầu của một khe thời gian. Do đó “khoảng thời gian nhạy cảm” chỉ là T<small>𝑋</small> thay vì 2T<small>𝑋</small> như trong giao thức ALOHA. Điều này dẫn đến ệu năng đỉnh của slotted ALOHA tăng gấp 2 lần. hi

Gọi p là xác suất gửi (0 p ≤ ≤ 1). Nguyên tắc hoạt động của slotted ALOHA trong mỗi trạm như sau:

- Khi có gói tin mới cần gửi, trạm sẽ đợi đến thời điểm đầu củ khe ời gian a thkế ếp và gửi toàn bộ gói tin trong khe ời gian đó.ti th

- Nếu không xảy ra xung đột, trạm truyền thành cơng gói tin và vì vậy khơng cần thiết ph i truyả ền lại.

- Nếu có xảy ra xung đột, trạm phát hiện xung đột trước khi kết thúc khe thời gian đó và sẽ truyền lại gói tin trong khe ời gian khác (subsequent th slot). Việc truyền lại với xác suất p giống như việc tung đồng xu: sự kiện mặt ngử ứng a với việc truyền lại với xác suất p, sự ện mặt sấp ứng với việc “bỏ qua khe ời gian ki thnày và tung lại đồng xu trong khoảng thời gian kế ếp” xảy ra với xác suất (1 p). Như ti -vậy, tấ ả t c các trạm liên quan đến xung đột phải độc lập với nhau.

Hình 2.4. Các nút 1, 2 và 3 va chạm tại khe đầu tiên. Nút 2 cuối cùng thành cơng ở vị trí thứ tư, nút 1 ở vị trí thứ tám và nút 3 trong vị trí thứ chín

</div>

×